Det Ribonukleinsyresyntese er en forudsætning for proteinsyntese. Ribonukleinsyrerne overfører den genetiske information fra DNA til proteinerne. I nogle vira repræsenterer ribonukleinsyrer endda hele genomet.
Hvad er ribonukleinsyresyntese?
Ribonukleinsyresyntese finder altid sted på DNA'et. Der samles komplementære ribonukleotider til en RNA-streng under anvendelse af en enzymatisk kontrolleret proces. Ribonukleinsyre (RNA) har en lignende struktur som deoxyribonukleinsyre (DNA). Det består af nukleobaser, en sukkerrest og fosfater. Når de sammensættes, danner de tre byggesten en nukleotid. Sukkeret består af en ribose. Det er en pentose med fem carbonatomer. Forskellen med DNA er, at sukkeret i 2-stillingen i pentoseringen indeholder en hydroxylgruppe i stedet for et hydrogenatom.
Ribosen er forestret med fosforsyre to steder. Dette skaber en kæde med skiftende ribose- og fosfatenheder. En nucleobase er glycosidisk bundet til siden af ribosen. Fire forskellige nukleobaser er tilgængelige til at opbygge RNA. Disse er pyrimidinbaserne cytosin og uracil og purinbaserne adenin og guanin.
Kvælstofbase-thyminet findes i DNA i stedet for uracil. Tre nukleotider på række danner hver en triplet, der koder for en aminosyre. Koden bestemmes af rækkefølgen af nukleiske baser (nitrogenbaser). I modsætning til DNA er RNA enkeltstrenget. Dette er forårsaget af hydroxylgruppen i ribosens 2-position.
Funktion & opgave
Ved ribonukleinsyresyntese syntetiseres forskellige typer RNA. I modsætning til DNA bruges RNA ikke til langtidsopbevaring af genetisk information, men til dens transmission.
Messenger-RNA (mRNA) er ansvarlig for dette. Den kopierer den genetiske information fra DNA og overfører den til ribosomet, hvor proteinsyntese finder sted. Oplysningerne gemmes kun midlertidigt i RNA. Når proteinsyntesen er afsluttet, nedbrydes den igen.
TRNA og rRNA bærer ikke nogen genetisk information, men hjælper snarere med at opbygge proteiner på ribosomet. Andre ribonukleinsyrer er ansvarlige for genekspression. De er derfor ansvarlige for, hvilke genetiske oplysninger der overhovedet skal læses. De bidrager således også til differentieringen af cellerne. Endelig er der RNA, der endda påtager sig katalytiske funktioner.
Nogle vira indeholder kun RNA i stedet for DNA. Dette betyder, at deres genetiske kode gemmes i RNA. RNA kan imidlertid kun syntetiseres under anvendelse af DNA. Vira er derfor kun nogensinde i stand til at leve og formere sig inden for en værtscelle.
Ved ribonukleinsyresyntese katalyserer enzymet RNA-polymerase dannelsen af RNA på DNA'et, hvilket resulterer i den nøjagtige overførsel af den genetiske kode. Transkriptionen initieres ved at binde RNA-polymerasen til en promotor. Dette er en specifik nukleotidsekvens på DNA. I en kort DNA-strækning brydes den dobbelte helix op ved at bryde hydrogenbindingen. I processen er komplementære ribonukleotider bundet til de tilsvarende baser på den kodogene streng af DNA'et.
Ribose- og phosphatgrupper kombineres og danner en esterbinding, hvilket skaber RNA-strengen. DNA'et åbnes kun ved et kort afsnit. Det afsnit af RNA-strengen, der allerede er syntetiseret, stikker ud fra denne åbning. Ribonukleinsyresyntesen slutter ved et område af DNA'et kaldet en terminator. Der er en stopkode der. Når stopkoden nås, løsner RNA-polymerasen sig fra DNA'et, og det dannede RNA frigives.
Sygdomme og lidelser
Ribonukleinsyresyntese er en grundlæggende proces, så en forstyrrelse har ødelæggende konsekvenser for organismen. For at være i stand til at syntetisere proteiner må der ikke være nogen større afvigelser i syntesen. Imidlertid kan nogle fremmede RNA-partikler omprogrammerer hele cellen, så kropscellen kun syntetiserer fremmed RNA. Denne proces er almindelig og spiller en stor rolle i virusinfektioner.
Vira kan ikke formere sig alene. Du er altid afhængig af en værtscelle. Der er både DNA-vira og rene RNA-vira. Begge typer trænger ind i cellen og inkorporerer deres genetiske materiale i værtscellens genetiske kode. Cellen begynder kun at gentage virusets genetiske materiale. Cellen producerer vira, indtil den dør. De nyligt dannede vira trænger ind i yderligere celler og fortsætter deres destruktionsarbejde.
RNA-viraerne bygger deres genetiske materiale ind i DNA'et ved hjælp af enzym revers transkriptase. Efter integrationen dominerer syntesen af viralt RNA, der derefter returneres til den næste celle. Retroviraerne hører også til RNA-virusserne. En velkendt retrovirus er HI-virussen. Retrovirus er imidlertid et specielt tilfælde, selvom de også inkorporerer deres genetiske materiale i DNA'et via omvendt transkriptase, forlader de nye vira, der oprettes cellen uden at ødelægge den. Dette gør det muligt for inficerede celler at blive en konstant kilde til vira.
I produktionen af nye vira forekommer der dog også konstant mutationer, som permanent ændrer virussen. Immunsystemet danner antistoffer mod de eksisterende vira, men inden de ødelægges, har den genetiske kode ændret sig så meget, at antistoffer, der er dannet, ikke længere er effektive. Kroppen skal fortsat producere nye antistoffer. Immunsystemet er så stresset, at det permanent mister sin resistens over for bakterier, svampe og vira.
